(CONNECT) Forschende des Dübendorfer Empa-Labors Akustik/Lärmminderung haben gemeinsam mit Beyond Gravity die Vibrationen für die Nutzlasten von Trägerraketen gemindert. Ihr Forschungsprojekt, das sie zu diesem Ziel geführt hat, wurde von der Schweizerischen Innovationsagentur Innosuisse unterstützt.
Im Visier des Forschungsteams stand laut einer Mitteilung der Empa der sogenannte Nutzlastadapter (Payload Adapter System, PAS), den Beyond Gravity unter anderem für die europäische Trägerrakete Ariane 6 in Emmen LU herstellt. Der PAS befindet sich an der Spitze der Rakete und hat die Form eines oben abgeschnittenen Kegels. An seinem unteren Ende ist er mit der Rakete verbunden, oben mit der Nutzlast. Diese kann aus einem oder mehreren Satelliten oder Raumsonden bestehen.
Federelemente kommen zur Dämpfung der Schwingungen nicht in Frage, weil der PAS leicht und steif sein muss. Stattdessen wendeten die Forschenden ein Konzept aus der Akustik an, nämlich phononische Kristalle. Doch statt Licht zum Zwecke der Schalldämmung zu reflektieren, zu streuen oder zu beugen, werden deutlich grössere Kristalle verwendet, um Schallwellen umzuleiten, zu reflektieren und zu streuen.
Doch statt solche Kristalle in den PAS einzubauen, bestand schliesslich die zielführende Lösung darin, den ganzen PAS zu einem phononischen Kristall umzufunktionieren. Sowohl in Simulationen als auch bei Versuchen mit einem Prototyp war die neue PAS-Struktur den Angaben zufolge in der Lage, tieffrequente und daher besonders gefährliche Schwingungen zu schlucken. Die Erfindung hat Beyond Gravity zum Patent angemeldet.
Nun steht die weitere Verfeinerung und Optimierung des PAS an. Was sich laut Forschungsleiter Dr. Andrea Bergamini aber lohnt: „Wenn wir Satelliten besser gegen Schwingungen schützen, können wir empfindlichere Messinstrumente in den Weltraum schicken – und eventuell sogar die Anforderungen für den Bau von künftigen Satelliten so anpassen, dass sie leistungsfähiger und kostengünstiger werden.“ ce/mm
